Коэффициент совершенства

где С7 — объемная теплоемкость (Дж/см" -°С или кал/см" -°С) (для малоуглеродистых и низколегированных сталей данный коэффициент составляет ориентировочно 1,25 кал/см -°С и 1.1 кал/см -°С — для хромоникелиевых сталей); S — толщина пластины.

т. е. переводной коэффициент составляет Э — 3,6х х 106 дж/квт-ч. Умножив полученное по формуле (4-16) значение d0 на этот переводной коэффициент, получают расход пара, выраженный в кг/кет • ч.

1 ккал/(м* • ч • град) = 1,163 вт/(м2 • град). Таким образом, переводный коэффициент составляет: 5=1,163 вт/(ккал/ч).

где су — объемная теплоемкость (Дж/см -°С или кал/см -°С) (для малоуглеродистых и низколегированных сталей данный коэффициент составляет ориентировочно 1,25 кал/см -С и 1,1 кал/см -°С — для хромо-никелиевых сталей); S — толщина пластины.

1ребления по отношению к росту ВНП. Этот коэффициент составляет 1,53 —вдвое больше, чем в среднем по миру. Однако период 1970—1979 гг. не следует непременно считать показательным для будущих тенденций в локальном или глобальном масштабе, потому что он характеризуется чрезвычайно нестабильными ценами на энергию. Можно наде-

• малая температурная зависимость пьезоэлектрических коэффициентов (для du, используемого в большинстве случаев, температурный коэффициент составляет — 0,02%/град.),

Предельная величина коэффициента ?°от=1. В реальных условиях для турбин и котлов этот коэффициент составляет в среднем около 0,95.

совом производстве этот коэффициент составляет 0,2—0,35, в серийном 0,35—0,45, в единичном 0,5—1,0 и выше.

Для турбин мятого пара этот коэффициент составляет 0,2—0,3.

Для турбин мятого пара этот коэффициент составляет 0,2—0,3. Таким образом, при любой нагрузке расход пара на выработку электроэнергии складывается из расхода на холостой ход и расхода на непосредственную выработку электроэнергии.

где Дт — расчетная стоимость топлива, руб/т у. т.; тк — действительное число часов работы котлоагрегата в год, ч/год; ^т.п — к. п. д. теплового потока, учитывающего потери теплоты паропроводами; т]„а — к. п. д. котлоагрегата; т]со — к.п.д., учитывающий потери топлива в системе газификации; <7ОХ — потери тепла в окружающую среду от охлаждения газопровода на 1 кг газов, кДж/кг; Gr — расход газов на рассматриваемом участке газопровода на номинальном режиме, кг/с; [г — коэффициент нагрузки котла; Д/гк — приращение действительного теплоперепада в компрессоре на 1 кг воздуха, вызванное увеличением скорости в газопроводе, кДж/кг; ?гп — коэффициент, учитывающий увеличение расхода газов по сравнению с расходом воздуха. По расчетам этот коэффициент составляет величину 1,15 — \2Ь; г] Рег • — к.п.д., учитывающий потери в компрессоре при отклонении нагрузки от номинальной.

т =1,2, ... N— номер лопасти; коэффициент аэродинамического момента тангажа (употребляется с индексом); погонная масса лопасти; М — коэффициент совершенства несущего винта ( = Cr/2/(V2~Cp)); число Маха в сечении лопасти; масса вертолета, включающая массу несущего винта; производная устойчивости вертолета при тангаже (употребляется с индексом); аэродинамический коэффициент в выражении момента относительно оси ГШ (употребляется с индексом); т — массовый расход воздуха через диск несущего

Коэффициент совершенства М, служащий мерилом аэродинамического совершенства несущего винта на режиме висения, определяют как отношение минимально возможной требуемой для висения мощности к мощности, действительно потребляемой на висении '). Таким образом, в коэффициенте совершенства М аэродинамические характеристики реального несущего винта сопоставлены с характеристиками идеального винта, расходующего на индукцию только ту мощность, затраты которой неизбежны, т. е.

Импульсная теория дает для оптимальной индуктивной мощности выражение Рт = TV = Т д/Г/(2рЛ). Таким образом, коэффициент совершенства вычисляется по формуле

Коэффициент совершенства М = Ти/Р аналогичен пропульсив-ному к. п. д. пропеллера TI = TV/P (отношение полезной мощности к затрачиваемой). Последний пригоден для пропульсив-ных устройств, но неприемлем для несущего винта на висении, когда полезной является мощность, затрачиваемая на создание силы тяги. Заметим, что определение к. п. д. винта можно обобщить, положив n\ = T(V + v)/P, и тогда он будет пригоден для всего диапазона режимов осевого обтекания винта.

Если потребляемую несущим винтом мощность представить как сумму индуктивной и профильной мощностей, то коэффициент совершенства можно записать в виде М = (Ср)ид/(СР,- -f -\-Cpo). Обычно профильная мощность (коэффициент СРо) составляет по крайней мере 25% общих затрат мощности, а индуктивная мощность (коэффициент CPI) на 10—20% превышает ее значение для идеального винта. Таким образом, коэффициент совершенства можно считать мерой отношения профильной мощности к индуктивной. Сравнивая коэффициенты М для разных случаев, можно сделать ошибочные выводы, так как

величина М не связана непосредственно с общей мощностью, требуемой для висения. При увеличении нагрузки на диск Т/А индуктивная мощность возрастает быстрее, чем профильная, и в результате коэффициент совершенства увеличивается. Однако это вряд ли свидетельствует о возрастании аэродинамического совершенства несущего винта, так как общая потребляемая мощность также увеличивается. Поэтому использование коэффициента совершенства для сравнения несущих винтов допустимо лишь при одинаковых нагрузках на диск. При этом условии коэффициент совершенства оказывается полезной мерой аэродинамического совершенства несущего винта. Особенно он полезен при сравнении винтов с различными профилями лопастей и при исследовании влияния, которое оказывают изменения других конструктивных характеристик, таких, как крутка лопастей или их форма в плане.

Для идеального винта М = I; в случае реального винта величина М меньше вследствие профильных потерь и неоптимальной величины индуктивной мощности. Для конкретного винта коэффициент совершенства обычно представляют в виде функции отношения коэффициента силы тяги к коэффициенту заполнения (Ст/о). Это отношение характеризует средний угол атаки лопасти. У современных хорошо спроектированных несущих винтов коэффициент совершенства достигает значений 0,75—0,80. Если максимальное значение М составляет 0,5, то винт спроектирован плохо. Коэффициент совершенства уменьшается при малых Ст/а вследствие низких нагрузок на диск и при больших Ст/о вследствие возникновения срыва (который увеличивает профильные потери). При расчетной нагрузке несущего винта типичны значения М в диапазоне 0,55—0,60. Для плотности воздуха, соответствующей уровню моря, из определения коэффициента совершенства получим Т/Р — = И70М/'\/Т/А (здесь нагрузка на мощность Т/Р выражена в Н/л. с:, а нагрузка на диск Т/А — в Н/м2, т. е. в Па). Таким образом, у вертолета с нагрузкой на диск от 250 до 500 Па нагрузка на мощность составляет от 30 до 40 Н/л. с.

Эта формула описывает, основные закономерности изменения аэродинамических характеристик винта на висении и имеет приемлемую точность, если при расчете индуктивной мощности взять подходящую величину коэффициента k, а при расчете профильной мощности — подходящую величину среднего коэффициента сопротивления cda. График зависимости коэффициента мощности от коэффициента силы тяги (или зависимости Ср/аот С7/а) называют полярой несущего винта. Поляра идеального винта (профильная мощность равна нулю, индуктивная мощность минимальна, и, следовательно, коэффициент совершенства М равен 1) задается уравнением Ср = Сг/2/Л/2- Реальная поляра расположена выше идеальной из-за наличия профильных потерь и поднимается с увеличением Ст быстрее вследствие того, что индуктивные затраты больше. Примеры поляр несущего винта на висении приведены в разд. 2.6.9. Указанной выше формуле коэффициента мощности соответствует следующее выражение коэффициента совершенства:

В предыдущих разделах получено несколько выражений для аэродинамических характеристик на режиме висения как в случае реального, так и идеального несущих винтов. Здесь мы приведем численные примеры и сопоставим расчетные аэродинамические характеристики в различных случаях. Будут рассмотрены три вида несущих винтов _с предельными характеристиками: 1) винт, у которого коэффициент совершенства равен единице, т. е. профильная мощность равна нулю, а индуктивная мощность минимальна, так что Ср — Ст/л/Я', 2) оптимальный винт, у которого крутка лопастей обеспечивает равномерную скорость протекания, а их сужение — постоянство углов атаки сечений, вследствие чего минимальны и профильная, и индуктивная мощности; 3) идеальный винт, лопасти которого имеют постоянную хорду и крутку, обеспечивающую равномерную скорость протекания и минимум индуктивной мощности. При расчете аэродинамических характеристик реального несущего винта используется формула, называемая далее «простой»:

Таким образом, типичными являются значения (V-\-v)/vB от —0,3 до —0,4. Заметим, что малая величина профильной мощности обеспечивает хорошие аэродинамические характеристики как на режиме висения (высокий коэффициент совершенства), так и при авторотации (малая скорость снижения). Используем теперь выражение (V + V)/VB = 6 -f 3,5 V/vB, которым в разд. 3.1.3.2 аппроксимировалась кривая скоростей протекания на режиме турбулентного следа. Объединяя обе формулы для (V + V)/VB, найдем скорость снижения:

При заданном полетном весе эта нагрузка определяет оптимальный радиус несущего винта. С увеличением профильной мощности оптимальная нагрузка на диск возрастает, а значит, радиус винта уменьшается. Экстремальной нагрузке соответствует коэффициент совершенства винта